燃煤锅炉烟气水分回收膜传质过程研究

发布时间：2017-11-20 16:35

  本文关键词：燃煤锅炉烟气水分回收膜传质过程研究

  更多相关文章： 含湿烟气 膜分离 Maxwell Stefan理论 传质模型 多属性决策

【摘要】：未来我国利用的褐煤比重将不断增加,其烟气水蒸气量可高达16%。而天然气燃烧产物水蒸气约占18%。国内外有很多关于利用膜技术回收烟气水分的研究,涉及模型计算、CF1)数值模拟和实验验证等多个方面。但是对含湿烟气在膜组件中传质过程的输运作用机理和精细描述涉及较少。根据膜的有无孔隙可以分为多孔膜的微孔扩散和无孔膜的溶解渗透,同时,因为复合膜和非对称结构膜的广泛应用,阻力模型概念也被应用于分析膜的传质过程。过去多位学者应用Fick方程解释传质过程,在总结微孔扩散、溶解渗透和复合阻力模型的使用条件和理论成果的基础上,考虑到非理想性的电场梯度和浓度梯度,认为Maxwell Stefan理论可以更好的描述复杂多组分系统。以第三类第一种复合膜为例,分为涂层、连接层和支撑层分别进行计算。涂层部分可看作无孔膜,主要的渗透方式为溶解渗透,过渡层是支撑层与涂层的连接部分,扩散方式为溶解渗透和努森扩散,支撑层构造较为复杂,扩散方式为粘性流和努森扩散。利用实验数据和模拟方式分别对物理模型理论进行了验证,发现物理模型与实验数据和模拟结果的相差较小,认为该模型可以利用于水蒸气膜渗透过程流量的计算。利用该理论模型,探讨材料渗透性能、压差、孔隙率、过渡层厚度、温度等条件对膜回收水蒸气性能的影响。结果表明,具有高的亨利系数并且对水蒸气较高选择性的材料在应用中有很大优势,且增大孔隙率、压差、温度和过渡层厚度都有助于增大水蒸气通量。本文利用多属性决策理论和模型计算结果,对几种材料进行决策分析排序。醋酸纤维在所计算工况和考虑范围内可以更好的满足工程应用。
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229.6

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本文编号：1207802